频率的分布与短路冲击前的有较大改变，例如谐振
峰频率左右移动或谐振峰数目减少或增多，通常可
认为绕组发生了局部变形现象。
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测量方法及分析
对变形 图谱的 分析微 观上通 常分低、 中、高 三个频 段进行 分析
分析 高频段（>600kHz）的谐振峰发生明显变化时，
通常预示着绕组的对地电容改变。因为在高频条 件下，绕组的感抗增大，基本被饼间分布电路所 旁路，故对谐振峰变化的影响程度相对较低，基 本以电容的影响为主。由于绕组饼间电容通常较 大，故对地电容的改变（如绕组整体位移或分接 开关引线的对地距离发生变化）是造成该频段内 频响特性曲线变化的主要因素。
传递函数即用拉普拉斯变换形式表 示的无源双口网络的输出与输入之 比。
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原 理
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测量方法及分析
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对变形图谱的分析宏观上通常用纵向比 较法和横向比较法。
2
纵向比较法指同一台变压器、同一绕组、同 一分接开关位置、不同时期的曲线比较。
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横向比较法指变压器同一电压等级的三 相绕组曲线比较，必要时借鉴同一制造
短路 故障 电流 冲击
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产生原因
近几年来， 对全国 110kV 及以上的电力变 压器事故统计分析表明， 因绕组承受短路能 力不够已成为电力变压器事故的首要内部原 因。具体表现： ⑴变压器设计存在缺陷： 没有正确计算短 路冲击过程中各部件受力情况， 所选材料强 度低， 压钉数量少， 撑条少等； ⑵变压器制造工艺差， 存在先天缺陷； ⑶ 1996 年前生产得 110kV 及以上变压器 没有进行突发短路试验， 变压器本身的抗短 路能力较差， 成为一大事故隐患； ⑷除高压侧外， 变压器中压侧绕组再设分接 开关，内部结构复杂，可靠性低。
组的电感发生变化，势必会导致其频响特性曲线
低频部分的谐振峰频率左右移动。对绝大多数变
压器来说，其三相绕组低频段的响应特性曲线较
为一致。如果发现不一致的情况，一般表明线圈
整体结构出现问题，可能会危及运行，应慎重对
待，根据其它测试手段来2021重点分析判断。
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对变形 图谱的 分析微 观上通 常分低、 中、高 三个频 段进行 分析
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电感量的变化与本身的磁导率、匝数、线圈截 面积以及线圈缠绕的紧密程度等都有关系。
电容量的变化与本身介质的介电常数、板间距 离、板面积等有关系。
分
析
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测量方法及分析
分析
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在所有直流试验项目之前或者绕组充 分放电之后进行。
注意 拆除所有套管引线，引线应远离变压器套管；
厂同一时期的同型号变压器曲线。
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分析
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对变形 图谱的 分析微 观上通 常分低、 中、高 三个频 段进行 分析
测量方法及分析
低频段(1kHz～100kHz)的谐振峰发生明显变
化时，通常预示着绕组的电感变化或发生整体变 形现象。因为频率较低时，绕组的对地电容及饼
分析
间电容所形成的容抗较大，而感抗较小，如果绕
频响法绕组变形试验
2014年 2月
试验专业【一】
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频响法绕组变形试验
壹· 定义及危害 贰· 产生原因 叁· 测量方法及分析 肆· 注意事项
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目录
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定义及危害
定义
电力变压器绕组在机械力或电动力作 用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表 现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。 变压器在遭受短路电流冲击或在运输过程 中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现 象，它将直接影响变压器的安全运行。
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产生原因
壹
短路故 障电流 冲击
贰 核心 叁 关键
在运输、 安装、 吊罩中 受到意 外冲撞
继电保 护不完 善，动 作失灵
核心肆 关键
绕组动 热稳定 性能差， 抗短路 能力不 够
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产生原因
作用在变压器上的电动力可分为轴向 和径 向 力两种。径向力的作用方向取决于线圈 相互位置及其电流的方向， 对双线圈变压 器而言， 径向力拉伸外部线圈， 压缩内部 线圈。为了提高内部线圈对径向力的刚度， 通常是将线圈绕制在由绝缘筒支撑的撑条 上。 此时， 该线圈不但要承受到压缩力作 用， 还会同时受到撑条所产生的弯曲力作 用。 如果所受到的合应力超过线圈刚度的 屈服点， 必将导致线圈发生永久变形，出 现经常见到的梅花状或鼓包状绕组变形现 象。
测量方法及分析
中频段（100kHz～600kHz）的谐振峰发生明显
分析 变化时，通常预示着绕组发生扭曲和鼓包等局部变
形现象，因为在频率范围内，绕组的分布电感和电
容均发挥作用，其频率响应特性具有较多的谐振峰，
故而根据其各个谐振峰频率的变化情况能够较灵敏
地反映出绕组分布电感、电容的变化情况。对于那
些遭受突发短路电流冲击的变压器，如果其谐振峰
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定义及危害
定义
核心 关键
径向拉伸 径向压缩 轴向延伸 轴向压缩 轴向套叠 绕组扭曲
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定义及危害
壹· 累积效应，不能及时发现，正常 运行局放，绝缘击穿
贰· 过电压作用时有可能发生匝间、 饼间击穿，导致突发性绝缘事故
叁· 绕组机械性能下降，再次遭受短 路事故，承受不住电动力
危害
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继电保 护不完 善，动 作失灵
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测量方法及分析
基
础 变压器绕组发生局部的机械变
形后，其内部的电感、电容分 布参数必然发生相对变化。这 是开展变压器变形测试的依据 和基础。即将变压器绕组视为 无源线性双口网络。
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测量方法及分析
在绕组的一端输入扫频电压信号Vs（依次输入不 同频率的正弦波电压信号），通过数字化记录设 备同时检测不同扫描频率下绕组两端的对地电压 信号Vi(n)和Vo(n)，并进行相应的处理，最终得 到被测变压器绕组的传递函数H(n): H(n)=20log[Vo(n)/Vi(n)] 并将频率响应根据频率描绘成曲线来判断变压器 绕组变形。
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绕组动 热稳定 性能差， 抗短路 能力不 够
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产生原因
受到意外的冲撞、 颠簸和振动等机械原 因， 导致绕组变形。
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在运输、 安Βιβλιοθήκη 、 吊罩中 受到意 外冲撞9
产生原因
继电保护不完善， 保护系统存在死区或动作失灵 都会导致变压器承受稳定短路电流作用的时间长， 也是造成变压器绕组变形故障的重要原因。粗略 统计结果表明， 在遭受外部短路时， 因不能及 时跳闸而发生损坏的变压器约占短路损坏事故的 30% 。